Благодаря особенностям структуры метаматериалы могут обладать свойствами, которые не существуют в природе. Новый метаматериал, предложенный американскими учеными, может «переключаться» между двумя противоположностями, становясь мягким и гибким или жестким и твердым.

Концепцию необычного метаматериала профессор Мичиганского университета Сямин Мао (Xiaoming Mao) и его коллеги описали в статье, опубликованной журналом Nature Communications. Его твердость определяется двумя вариантами структуры, между которыми переходит материал, меняя твердость на несколько порядков. Геометрию расположения его элементов сравнительно легко изменить, манипулируя ими с торца – и концевые элементы изменят положение, меняя и твердость.

©Cosmos Magazine

Авторы работы отмечают, что топологический переход происходит лишь во внешних слоях метаматериала, которые и являются ключевыми для твердости. При этом внутренняя структура остается прежней, а значит, для перехода материалу требуется сравнительно немного энергии. Пока что необычный метаматериал существует лишь в теории, «на кончике пера», однако современные возможности химии и нанотехнологий вполне позволяют синтезировать молекулы нужной структуры и манипулировать ими.

Ученые предполагают, что такие метаматериалы в будущем могут найти применение буквально повсюду. Они могут использоваться дантистами для заполнения полостей в зубе (в мягком состоянии) и формирования пломбы (в твердом) или конструкторами автомобилей, которые моментально делаются мягкими при столкновении.